FR2704036A1 - Disc brake using a permanently pressed shoe. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un frein à disque à étrier coulissant, dans lequel les patins (3) présentent des oreilles (31, 32) travaillant en appui d'un premier côté de la chape (B) et en traction de l'autre (A). Les forces de freinage qui s'exercent sur le patin dans la zone centrale (30) de ce dernier sont utilisées pour faire tourner le patin autour d'un point d'accrochage (A) situé du premier côté et provoquer l'appui de l'autre côté (B), suivant une tangente (T) formant un angle obtus (G) avec la droite (D) qui joint les points d'accrochage et d'appui, cet angle contenant la zone centrale (30) du patin.The invention relates to a disc brake with sliding caliper, in which the pads (3) have lugs (31, 32) working in support on one side of the yoke (B) and in tension on the other (A). ). The braking forces exerted on the pad in the central zone (30) of the latter are used to rotate the pad around an attachment point (A) located on the first side and cause the support of the pad. 'other side (B), following a tangent (T) forming an obtuse angle (G) with the straight line (D) which joins the attachment and support points, this angle containing the central zone (30) of the pad.
Description
FREIN A DISQUE UTILISANT UN PATIN TIRE A APPUI PERMANENT
La présente invention concerne un frein à disque pour véhicule automobile, comprenant un premier support fixe par rapport au véhicule, un second support conformé en étrier et monté coulissant par rapport au premier, des patins dont chacun est maintenu par l'un des supports pour résister aux forces d'entraînement auxquelles il est soumis en cas de freinage, et un moteur de frein associé au second support et susceptible d'être actionné pour provoquer l'application desdits patins sur le disque suivant un mouvement sensiblement perpendiculaire à ce dernier, chaque patin présentant une zone centrale de friction où s'applique la résultante des forces d'entraînement et deux extrémités latérales dont la première est décalée par rapport à la zone centrale dans le sens de rotation du disque et dont la seconde au moins présente un profil d'entraînement, le support de ce patin présentant un profil de retenue coopérant avec ce profil d'entraînement dans une zone d'accrochage pour retenir ce patin lorsqu'il est sollicité dans le sens de rotation du disque par les forces d'entraînement, et la première extrémité au moins de chaque patin présentant une surface de contact externe propre à buter, dans une zone d'appui, sur une surface de contact interne correspondante d'un premier appui prévu sur le support de ce patin.DISC BRAKE USING PERMANENTLY PUSHED PAD
The present invention relates to a disc brake for a motor vehicle, comprising a first support fixed relative to the vehicle, a second support shaped as a caliper and mounted to slide relative to the first, pads each of which is held by one of the supports to resist the driving forces to which it is subjected in the event of braking, and a brake motor associated with the second support and capable of being actuated to cause the application of said pads on the disc in a movement substantially perpendicular to the latter, each pad having a central friction zone where the resultant of the driving forces is applied and two lateral ends, the first of which is offset from the central zone in the direction of rotation of the disc and the second of which at least has a profile of drive, the support of this shoe having a retaining profile cooperating with this drive profile in a hooking zone chage to retain this pad when it is biased in the direction of rotation of the disc by the driving forces, and at least the first end of each pad having an external contact surface suitable for abutment, in a support zone, on a corresponding internal contact surface with a first support provided on the support of this pad.
Des freins à disque de ce type sont connus depuis longtemps dans l'art antérieur, et un exemple en est donné dans le brevet US 4 044 864. Disc brakes of this type have been known for a long time in the prior art, and an example is given in US Pat. No. 4,044,864.
D'un point de vue théorique, ces freins présentent a priori l'avantage de permettre au patin, sur lequel s'appliquent les efforts d'entraînement en cas de freinage, de transmettre ces efforts au support qui le maintient en place, c'est-à-dire généralement au premier support appelé "chape", à travers chacune des deux extrémités de ce patin, dont l'une travaille ainsi en traction et l'autre en appui. From a theoretical point of view, these brakes have a priori the advantage of allowing the skate, on which the drive forces apply in the event of braking, to transmit these forces to the support which holds it in place, it that is to say generally at the first support called "yoke", through each of the two ends of this shoe, one of which thus works in traction and the other in support.
D'un point de vue concret, la situation est cependant très différente et beaucoup moins avantageuse, la simultanéité des efforts de traction et de poussée n'étant pratiquement jamais obtenue. From a concrete point of view, the situation is however very different and much less advantageous, the simultaneity of the traction and pushing forces being practically never obtained.
En effet, dans les freins connus du type précité, la répartition des efforts de traction et de poussée dépend de façon extrêmement critique à la fois des dimensions du patin et du support qui le reçoit, ces dimensions étant elles-mêmes non seulement soumises aux tolérances de fabrication, mais aussi aux déformations variables du frein sous l'effet d'efforts de freinage plus ou moins intenses, et/ou d'élévations de température plus ou moins importantes. In fact, in known brakes of the aforementioned type, the distribution of the traction and thrust forces depends extremely critically on both the dimensions of the pad and the support which receives it, these dimensions being themselves not only subject to tolerances. manufacturing, but also to variable brake deformations under the effect of more or less intense braking forces, and / or more or less significant temperature rises.
Dans ce contexte, l'invention a pour but de proposer un frein à disque et à étrier coulissant, dans lequel la transmission au support de patin des efforts reçus par ce dernier peut être réalisée aux deux extrémités du patin sans être soumise de façon gênante à l'influence de paramètres indésirables tels que ceux qui viennent d'être évoqués. In this context, the invention aims to provide a disc brake and sliding caliper, in which the transmission to the skate support of the forces received by the latter can be carried out at both ends of the skate without being annoyingly subjected to the influence of undesirable parameters such as those which have just been mentioned.
A cette fin, le frein à disque de l'invention est essentiellement caractérisé en ce que chaque patin est sollicité par rapport à son support et vers la zone d'appui par une force élastique présentant au moins une première composante orientée suivant le rayon du disque qui passe par la zone centrale de friction, en ce que chaque patin présente une relative liberté de rotation dans son plan autour de la zone d'accrochage, en ce que les surfaces de contact interne et externe définissent ensemble dans la zone d'appui une tangente dans un plan contenant le patin, en ce qu'unie droite reliant la zone d'accrochage à la zone d'appui définit avec ladite tangente un angle à l'intérieur duquel se trouve la zone centrale de friction, et en ce que cet angle est obtus et inférieur à un angle plat. To this end, the disc brake of the invention is essentially characterized in that each shoe is biased relative to its support and towards the support zone by an elastic force having at least a first component oriented along the radius of the disc which passes through the central friction zone, in that each shoe has a relative freedom of rotation in its plane around the attachment zone, in that the internal and external contact surfaces together define in the support zone a tangent in a plane containing the pad, in that a straight line connecting the attachment zone to the support zone defines with said tangent an angle within which the central friction zone is located, and in that this angle is obtuse and less than a flat angle.
Selon un mode de réalisation simple de l'invention, l'une au moins des deux surfaces de contact a un profil arrondi, et ces surfaces présentent des rayons de courbure différents dans la zone d'appui au moins. According to a simple embodiment of the invention, at least one of the two contact surfaces has a rounded profile, and these surfaces have different radii of curvature in the support zone at least.
L'une des deux surfaces de contact peut alors être essentiellement concave et l'autre convexe, chacune ayant un profil arrondi et chaque surface de contact concave ayant un rayon de courbure supérieur au rayon de courbure de la surface convexe correspondante. One of the two contact surfaces can then be essentially concave and the other convex, each having a rounded profile and each concave contact surface having a radius of curvature greater than the radius of curvature of the corresponding convex surface.
Le profil d'entraînement prévu sur le patin prend avantageusement la forme d'une encoche ouverte vers l'extérieur du disque et le profil de retenue prévu sur le support de patin comprend une patte de retenue orientée vers l'intérieur du disque et engagée dans cette encoche. The drive profile provided on the pad advantageously takes the form of a notch open towards the outside of the disc and the retaining profile provided on the pad support comprises a retaining tab oriented towards the inside of the disc and engaged in this notch.
La première composante de la force élastique est par exemple centrifuge et la force élastique présente éventuellement une seconde composante perpendiculaire au rayon du disque passant par la zone centrale du patin et orientée dans le sens de rotation du disque. The first component of the elastic force is for example centrifugal and the elastic force optionally has a second component perpendicular to the radius of the disc passing through the central zone of the pad and oriented in the direction of rotation of the disc.
Pour optimiser l'efficacité du freinage dans les deux sens de marche du véhicule, il est possible de prévoir que chaque patin comporte une surface de contact externe et un profil d'entraînement à chacune de ses extrémités. To optimize the braking efficiency in both directions of the vehicle, it is possible to provide that each shoe has an external contact surface and a drive profile at each of its ends.
Enfin, le contrôle des forces transmises par la première extrémité du patin peut encore être amélioré en faisant en sorte que la surface de contact interne du support de ce patin à cette extrémité soit sensiblement plane dans la zone d'appui. Finally, the control of the forces transmitted by the first end of the pad can be further improved by ensuring that the internal contact surface of the support of this pad at this end is substantially flat in the support zone.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la Figure 1 est une vue de face d'un frein à disque conforme à
l'invention ; et
- la Figure 2 est une vue schématique illustrant le principe de
l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge clearly from the description which is given below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which
- Figure 1 is a front view of a disc brake conforming to
the invention; and
- Figure 2 is a schematic view illustrating the principle of
the invention.
L'invention concerne de façon générale les freins à disque à étrier coulissant destinés à équiper les véhicules automobiles. The invention relates generally to sliding caliper disc brakes intended to equip motor vehicles.
De tels freins comprennent un premier support 1, appelé "chape", fixe par rapport au véhicule, un second support 2 conformé en étrier et monté coulissant par rapport au premier, des patins 3, 4 dont chacun est maintenu par l'un des supports, généralement par la chape 1, pour résister aux forces d'entraînement auxquelles il est soumis en cas de freinage, et un moteur de frein 5 associé au second support 2 et susceptible d'être actionné pour provoquer l'application des patins 3, 4 sur le disque 6 suivant un mouvement sensiblement perpendiculaire à ce dernier. Such brakes comprise a first support 1, called "yoke", fixed relative to the vehicle, a second support 2 shaped as a caliper and mounted to slide relative to the first, pads 3, 4 each of which is held by one of the supports , generally by the yoke 1, to resist the driving forces to which it is subjected in the event of braking, and a brake motor 5 associated with the second support 2 and capable of being actuated to cause the application of the pads 3, 4 on the disc 6 in a movement substantially perpendicular to the latter.
Chaque patin 3, 4 présente de façon classique une zone centrale de friction, telle que 30 (figure 2), et deux extrémités latérales 31, 32 dont la première 31 est décalée par rapport à la zone centrale 30 dans le sens de rotation S du disque 6 et dont la seconde 32 au moins présente un profil d'entraînement 32a. Each shoe 3, 4 conventionally has a central friction zone, such as 30 (FIG. 2), and two lateral ends 31, 32, the first 31 of which is offset from the central zone 30 in the direction of rotation S of the disc 6 and of which the second 32 at least has a drive profile 32a.
De son côté, le support de ce patin, par exemple la chape 1 présentant un profil de retenue 7a coopérant avec le profil d'entraînement 32a du patin 3, dans une zone d'accrochage au voisinage du point A, pour retenir ce patin lorsqu'il est sollicité dans le sens de rotation S du disque 6 par les forces d'entraînement. For its part, the support of this shoe, for example the yoke 1 having a retaining profile 7a cooperating with the drive profile 32a of the shoe 3, in an attachment zone in the vicinity of point A, to retain this shoe when 'it is biased in the direction of rotation S of the disc 6 by the driving forces.
Par ailleurs, la première extrémité 31 au moins de chaque patin, tel que 3, présente une surface de contact externe 31b propre à buter, dans une zone d'appui au voisinage du point B, sur une surface de contact interne correspondante 8b d'un premier appui 8 prévu sur le support 1 de ce patin. Furthermore, at least the first end 31 of each shoe, such as 3, has an external contact surface 31b capable of abutting, in a bearing zone in the vicinity of point B, on a corresponding internal contact surface 8b of a first support 8 provided on the support 1 of this pad.
Selon l'invention, chaque patin tel que 3 est sollicité par rapport à son support 1 et vers la zone d'appui par une force élastique F présentant au moins une première composante F1 orientée suivant le rayon
R du disque 6 qui passe par la zone centrale de friction 30, cette force étant par exemple exercée par un ressort 9 disposé sur la seconde extrémité du patin (figure 2).According to the invention, each shoe such as 3 is biased relative to its support 1 and towards the support zone by an elastic force F having at least a first component F1 oriented along the radius
R of the disc 6 which passes through the central friction zone 30, this force being for example exerted by a spring 9 arranged on the second end of the pad (FIG. 2).
Chaque patin est dimensionné par rapport au support de manière à présenter une relative liberté de rotation dans son plan autour de la zone d'accrochage, c'est-à-dire pour effectuer une rotation dans le plan de la figure 2 et centrée sur le point A. Each shoe is dimensioned relative to the support so as to have a relative freedom of rotation in its plane around the attachment zone, that is to say to rotate in the plane of FIG. 2 and centered on the point A.
Les surfaces de contact interne et externe 8b, 31b définissent ensemble dans la zone d'appui une tangente T dans un plan contenant le patin, et la droite D reliant la zone d'accrochage A à la zone d'appui B définit avec cette tangente T un angle G. The internal and external contact surfaces 8b, 31b together define in the support area a tangent T in a plane containing the shoe, and the straight line D connecting the attachment area A to the support area B defines with this tangent T an angle G.
Selon une caractéristique importante de l'invention, l'angle G est obtus, inférieur à un angle plat, et contient la zone centrale de friction 30. According to an important characteristic of the invention, the angle G is obtuse, less than a flat angle, and contains the central friction zone 30.
L'une au moins des deux surfaces de contact a très avantageusement un profil arrondi, et ces surfaces présentent des rayons de courbure différents, au moins dans la zone d'appui c'est-à-dire au voisinage du point B. At least one of the two contact surfaces very advantageously has a rounded profile, and these surfaces have different radii of curvature, at least in the support zone, that is to say in the vicinity of point B.
Dans le mode de réalisation le plus simple, l'une des deux surfaces de contact est concave et l'autre convexe, une autre alternative pouvant consister à utiliser une surface convexe et une surface plane. In the simplest embodiment, one of the two contact surfaces is concave and the other convex, another alternative being able to consist in using a convex surface and a planar surface.
En réalité, même dans le cas où l'une des deux surfaces de contact est concave, il reste avantageux de donner à cette dernière un profil P sensiblement plan dans la zone d'appui, comme représenté sur la figure 2. In reality, even in the case where one of the two contact surfaces is concave, it remains advantageous to give the latter a substantially planar profile P in the support zone, as shown in FIG. 2.
Le profil d'entraînement 32a prévu sur le patin prend par exemple la forme d'une encoche ouverte vers l'extérieur du disque et le profil de retenue 7a prévu sur le support de patin 1 celle d'une patte de retenue orientée vers l'intérieur du disque et engagée dans cette encoche. The drive profile 32a provided on the pad takes the form, for example, of a notch open towards the outside of the disc and the retaining profile 7a provided on the pad support 1 that of a retaining tab oriented towards the inside the disc and engaged in this notch.
De préférence, la première composante F1 de la force élastique F exercée par le ressort 9 est centrifuge et cette force élastique F présente une seconde composante F2 qui est perpendiculaire au rayon R du disque 6 passant par la zone centrale du patin et orientée dans le sens de rotation du disque, cette distribution de forces permettant de mettre en permanence le patin dans la position vers laquelle il se déplace naturellement sous l'effet des forces de freinage qui s'exercent dans la zone centrale 30 et qui tendent à le faire tourner autour de la zone d'accrochage A. Preferably, the first component F1 of the elastic force F exerted by the spring 9 is centrifugal and this elastic force F has a second component F2 which is perpendicular to the radius R of the disc 6 passing through the central zone of the pad and oriented in the direction of rotation of the disc, this distribution of forces making it possible to permanently put the shoe in the position towards which it moves naturally under the effect of the braking forces which are exerted in the central zone 30 and which tend to make it rotate around of the hanging area A.
Grâce à ces caractéristiques, les jeux qu'il est nécessaire de prévoir pour le coulissement satisfaisant des patins n'interviennent plus dans la transmission des efforts par les extrémités des patins, la répartition de ces efforts étant donc libérée de l'influence de la maîtrise imparfaite de ces jeux, ainsi que de leurs éventuelles variations. Thanks to these characteristics, the clearances which it is necessary to provide for the satisfactory sliding of the skids no longer intervene in the transmission of the forces by the ends of the skids, the distribution of these forces being therefore freed from the influence of control. imperfect these games, as well as their possible variations.
Comme le montrent les figures, chaque patin peut comporter une surface de contact externe 31b, 32b et un profil d'entraînement 31a, 32a à chacune de ses extrémités pour permettre un freinage aussi efficace pour la marche arrière du véhicule que pour la marche avant. As shown in the figures, each shoe can have an external contact surface 31b, 32b and a drive profile 31a, 32a at each of its ends to allow braking as effective for reversing the vehicle as for forward.
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